代谢调节 (2)讲稿

1、关于代谢调节 (2)第一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月2生命存在的三大要素： 一、物质代谢 二、能量代谢 三、代谢调节 糖、脂类、蛋白质、核(苷)酸代谢 生成ATP/NADH+、消耗ATP/NADH+ 复杂、完整的 代谢调节网络 物质代谢 有条不紊 相互交叉 密切相关 第二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月3体内的总体代谢调节情况代谢调节的规律性 提出基于糖、脂、氨基酸、核苷酸代谢调节 归纳目的：第三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月4* 机体的物质和能量代谢： 酶催化 * 调节酶活性/含量 调节代谢速度/方向 维持正常生命活动第四张，PPT共七十六页，创作于202

2、2年6月5* 单细胞生物代谢调节： 改变酶活性/含量* 多细胞生物体内调节： (神经细胞与内分泌腺) (神经递质-激素酶活性调节代谢) 神经-体液调节(整体水平调节) 特点:快速、准确， 持久、广泛， 精细、完善 (最原始、最基础的方式)(神经递质)(激素)(神经-激素调节网络)第五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月6生物体内的代谢调节 细胞、激素、神经系统* 细胞水平(酶)调节是基础 * 激素酶调节代谢 * 神经系统：(脑垂体) 促激素实施整体水平调节 (下丘脑)促激素释放激素(多细胞)(外周内分泌腺)激素(整体水平调节) 第六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月7(脑垂体)促

3、激素激素(下丘脑)促激素释放激素酶神经系统外周内分泌腺细胞(多细胞)生物体内的代谢调节TRHTSHT3、T4 能受甲状腺 激素影响的 细胞内酶调节第七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月816-19促激素释放激素p314第八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月9第一节细胞水平的调节对细胞内酶的调节 (酶活性、含量) 一、酶在细胞内的分隔分布不均匀分布，不同亚细胞中 避免不同的代谢过程互相干扰 有利于对代谢的调节 第九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月10表 111真核细胞内某些多酶体系或酶的分隔分布第十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月11二、代谢调节的作用点 关键

4、酶、限速酶整个代谢途径中活力最低,催化反应速度最慢的酶 限速酶：决定着多酶体系的催化速度及反应方向的酶 关键酶：第十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月12表 112一些重要代谢途径的限速酶第十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月13第十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月14胆固醇合成第十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月15调节代谢反应 速度与方向(关键酶、限速酶)* 调节酶活性 改变酶的活性 例如：“别构调节”与“化学修饰” (结构改变活性改变)快速调节(数秒/分钟) * 调节酶含量 影响酶合成/酶降解 迟缓调节(数小时) 调节活性及含量第十五张，PPT

5、共七十六页，创作于2022年6月16三、 酶的别构调节1. 概念：别构调节： 空间构象轻微改变酶活性 改变 别构剂 能导致酶产生别构效应的物质别构酶 能被别构调节的酶 (S、P、ATP、ADP， 结合在活性中心以外的部位) 生理小分子 物质酶分子第十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月17表 113一些重要代谢途径中的别构酶与别构调节剂第十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月18第十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月19第十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月20别构部位：调节亚基 活性中心外 酶活性中心外,对酶活性起调节作用的部位 (别构部位)催化亚基 活性

6、中心内第二十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月21第二十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月222. 别构调节机理：具有四级结构，多个亚基(调节、催化) 别构剂调节亚基(非共价结合) 调节亚基 分子构象 酶分子致密/松弛 酶活性升高/降低 结合S与v关系的曲线: 矩形双曲线“S”型轻微改变第二十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月23abc12第二十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月24* 长链脂酰CoA 乙酰CoA羧化酶 * 胆固醇 HMGCoA还原酶 (肝) * ATP 磷酸果糖激酶 * G-6-P 已糖激酶 (催化起始反应)3. 别构调节举例：代谢产物终

7、产物反馈抑制限速酶（-）（-）（-）（-）第二十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月25胆固醇合成第二十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月26第二十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月27防止产物堆积、能量浪费 使机体处于相对恒定的生理状态 * 普遍存在的、快速、灵敏的调节方式 5. 生理意义：* 别构调节是细胞的基本调节方式 * 别构调节剂浓度低 别构调节失效4. 别构调节的特点:第二十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月28四、酶的化学修饰调节1. 概念： 磷酸化/去磷酸化，腺苷酸化/去腺苷酸化酶分子上功能基团其它酶可逆的化学修饰酶活性 改变 (丝,苏,酪

8、-OH)(激活/抑制) (共价)举例： 糖原磷酸化酶图11-1(活性中心外)第二十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月292. 机理：肌肉中糖原磷酸化酶是典型的酶化学修饰a第二十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月30磷酸化后 有活性磷酸化后 无活性GnG1P* cAMP依赖的蛋白激酶通过一系列酶促级联式反应，促进糖元的分解，抑制糖元的合成，使血糖 18第三十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月3131第三十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月32表 114一些代谢途径中关键酶的化学修饰调节第三十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月33第三十三张，PPT共

9、七十六页，创作于2022年6月34 快速、高效、经济 (和酶含量调节比) 3. 生理意义与特点：放大 (和别构调节比) 4. 化学修饰受到上一级激素水平的调控 激素 酶化学修饰 改变酶活性 应激情况: 肾上腺素 cAMP磷酸化酶a 糖原分解 化学修饰第三十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月35肾上腺素ATPACG蛋白(Gs)受体放大效应(和别构调节比) 第三十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月36表11-5 酶别构调节与化学修饰调节的比较 6磷酸果糖激酶-1的变构作用第三十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月37(F-6-P)(F-1,6-BP)(PFK-1)(F-

10、2,6-BP)a第三十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月38五、同工酶对物质代谢的调节对机体代谢起着分工调节的作用 例如：已糖激酶和葡萄糖激酶 (即：型已糖激酶) 已糖激酶: 0.010.1mM Km葡萄糖激酶: 1020mM Km,不受G6P反馈抑制 肝脏： 葡萄糖激酶为主, 饱食后G转变成Gn (肝) 大脑等: 已糖激酶为主, 饥饿/血糖浓度时 仍对G亲和力大, 利用G作为能源 第三十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月39GK: 10-20mM (Km),不受G6P反馈抑制 大量吸收Glc 合成肝糖原(餐后)第三十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月40乳酸脱氢

11、酶 (含5种同工酶):* 骨骼肌富含LDH5 * 心肌富含LDH1对丙酮酸亲和力大, 可使丙酮酸迅速转变成乳酸, 以保证剧烈运动氧供应不足时葡萄糖仍能经酵解供能 对乳酸亲和力大, 可使乳酸在心肌中不断氧化供能 (无氧)(有氧)乳酸脱氢酶(LDH5)(LDH1)第四十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月41六、酶含量的调节1. 酶蛋白合成的诱导/阻遏诱导 使酶蛋白合成 阻遏 使酶蛋白合成 影响转录与翻译 (调控基因表达)酶含量调节: 迟缓调节 效应持续时间较长 耗能较多(合成蛋白质) 第四十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月42(1) 底物诱导* 精氨酸 精氨酸酶合成 (Hela

12、细胞) * 色氨酸 色氨酸吡咯酶合成 (小鼠肝细胞) * 长期高糖、低蛋白质饮食: 消化液中淀粉酶活性，蛋白酶活性 * 长期饮酒:肝中醇脱氢酶的活性 诱导诱导第四十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月43第四十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月44(2) 激素诱导* 长期使用糖皮质激素:(蛋白质转化成糖 血糖) 体内糖异生关键酶合成、活性 (3) 药物诱导* 苯巴比妥 葡萄糖醛酸转移酶(肝) * 长期服用安眠药 * 滥用抗生素 诱导第四十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月4519-第四十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月46(4) 产物阻遏高胆固醇 HMG

13、CoA还原酶 (肝) 2. 酶蛋白分子降解的调节饥饿时: 乙酰辅酶A羧化酶活性 (酶蛋白分子降解速度活性)* 酶的降解调节作用明显低于酶诱导/阻遏调节阻遏第四十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月47胆固醇合成第四十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月48第二节激素水平的调节是高等动物体内主要的代谢调节方式 特点： 微量、高效、放大效应 较高的组织特异性与效应特异性 第四十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月49 由内分泌腺/细胞分泌的，能引起特定的神经垂体(后叶) OXADH肾小管子宫Leydig 细胞T生精细胞激素：组织/细胞产生特定生物学效应的一类化学物质第四十九

14、张，PPT共七十六页，创作于2022年6月50水溶性激素：蛋白质, 肽类儿茶酚胺类脂溶性激素：类固醇激素，甲状腺激素一、 两类激素的两种作用方式* 经细胞膜受体* 经细胞内受体第五十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月51二、激素通过细胞膜受体调节的机理* 与膜受体结合(改变膜通透性) 修饰靶酶(共价)调节代谢* G蛋白、腺苷酸环化酶、第二信使蛋白激酶生物效应第五十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月52G蛋白偶联受体-cAMP 信号转导系统激素腺苷酸环化酶蛋白激酶A调节生理功能受体G蛋白ATPcAMP 靶酶靶酶p第五十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月5353激素结合

15、区域G蛋白结合区域7折跨膜17-第五十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月54a靶酶靶酶第五十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月5555磷酸化后 有活性磷酸化后 无活性GnG1P* cAMP依赖的蛋白激酶通过一系列酶促级联式反应，促进糖元的分解，抑制糖元的合成，使血糖 18第五十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月56, 肾上腺素表 116能影响和不影响cAMP生成的激素第五十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月57抗利尿激素(ADH)的作用机制： 第五十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月58表11-7 cAMP蛋白激酶体系对代谢的调节作用： 第五十

16、八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月59激素腺苷酸环化酶蛋白激酶A调节生理功能受体G蛋白ATPcAMP 靶酶靶酶p第五十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月60acAMP蛋白激酶体系第六十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月61磷酸化后 有活性磷酸化后 无活性GnG1P* cAMP依赖的蛋白激酶通过一系列酶促级联式反应，促进糖元的分解，抑制糖元的合成，使血糖 18第六十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月62三、激素通过细胞内受体的调节作用机理 脂溶性激素： 类固醇激素， 甲状腺激素第六十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月63转录因子转录因子 +反应元件

17、17(GRE)第六十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月64四、 胰岛素调节代谢的作用机理* 与靶细胞膜上的糖蛋白受体结合 * 作用机理十分复杂 第六十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月65亚基：亚基：跨膜结构, 其膜内C端含Tyr蛋白激酶活性 膜外侧, 与胰岛素结合 胰岛素亚基 亚基上 Tyr蛋白激酶结合 激活鼠肝细胞胰岛素受体： 四聚体(,)2 第六十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月66第三节整体水平的综合调节整体水平调节： 神经体液调节 特点： 神经系统 几种激素分泌 多种激素协同 机体代谢例如: 维持机体血糖浓度恒定 升血糖激素降血糖激素 调节脂肪的分解与

18、合成 脂解激素抗脂解激素 协调调节 第六十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月67一、 饥饿时的代谢调节1. 数日饥饿/禁食： 血糖浓度仅趋向 是多种激素分泌，综合调节的结果 (胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、肾上腺皮质激素) 脂肪动员酮体生成弥补葡萄糖供能的不足 骨骼肌蛋白质 分解 糖异生 包括：(1)(2)第六十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月68葡萄糖利用, 酮体利用 确保大脑和红细胞对葡萄糖的需求 外周组织:(3)第六十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月692. 较长期饥饿/禁食: 血糖浓度约3.0mM 蛋白质分解肝中糖异生大脑及外周组织(占能源85%以上) 脂肪分解以保留对生命重要的蛋白质利用酮体和脂肪酸